Die Altstadt von Nessebar fügte man im Jahre 1983 dem Weltkulturerbe der UNESCO hinzu – bereits 1956 wurde sie zum Architektur- und Archäologieschutzgebiet bzw. zur Museumsstadt erklärt. Die Altstadt befindet sich 27 km Luftlinie von Burgas (an der Schwarzmeerküste gelegen). Bereits vor mehr als 3000 Jahren wurde hier gesiedelt – der ursprünglich thrakische Ort wurde im 6. Jh. vor Christus von den Griechen kolonisiert (Mauerreste an der Nordküste aus dem 5. – 3. Jh. v. Chr.). Auf dessen Grundmauern errichteten die Bewohner der frühbyzantinischen Epoche (4. bzw. 5. Jh. n. Chr.) auch die heute noch erhaltenen Festungsmauern.

Heute sind aus der gesamten Besiedlungsgeschichte insgesamt 40 und 11 noch vollständig erhaltene (bulgarische sowie byzantinische) Sakralbauten vorhanden; Nessebar hatte bereits im 7. Jh. n. Chr. den Status eines Bischofssitzes. So ist eine Kirche (nämlich die Neue Metropolitenkirche aus dem 14. Jh.) dem hl. Stephan geweiht. Die alte, byzantinische Metropolitenkirche aus dem 5. bzw. 6. Jh. ist noch als Ruine erhalten – ebenfalls wie eine Basilika aus derselben Epoche (deren Standort und Baureste wurde 1920 entdeckt). Aus dem 9. Jh. existiert noch eine Kirche, die dem hl. Johannes dem Täufer geweiht ist und heute eine Ikonensammlung beherbergt.

Beispiele für die Kirchen aus dem 13. Jh. sind die Sweta Petka Kirche (Bauschule von Tarnowo), die Erzengel Michael Kirche (keramische Ausschmückung) sowie die Kirche des hl. Theodorus. Aus dem 13. bzw. 14. Jh. stammt die Christos Pankrator Kirche. Es ist dies eine Kreuzkuppelkirche, die nur in ihrem Turm und im Hauptschiff erhalten ist – hier präsentiert sich einer der Höhepunkte der bulgarischen Baukunst aus dem Mittelalter (Fassadengliederung, Außenverzierungen). Man rekonstruierte bzw. restaurierte die Christos Pantokrator Kirche 1972 nahezu vollständig.

Ebenfalls aus dem 14. Jh. ist als größtes mittelalterliches Gebäude Nessebars und eindrucksvolles Architekturbeispiel für jene Zeit die „Johanes Aliturgetos Kirche“ noch zugänglich; dies ist ebenfalls ein Kreuzkuppelbau.

Weiterhin sind auf dem 850 Meter langem und 350 Meter breitem Areal befindlich ein archäologisches Museum, eine mittelalterliche Festung, ein Apollotempel, thrakische Befestigungsanlagen, römische Mauern und viele Wohnhäuser aus dem 18. und 19. Jh. (die als besonders malerisch mit Balkonen, Erkern und Dachgesimsen auffallen). Es sind dies rund 80 Gebäude, deren Untergeschosse aus Steinmauern und deren oberen Stockwerke aus Holz gestaltet wurden. Ebenfalls befinden sich noch ein archäologisches und ein ethnographisches Museum auf der Halbinsel.